[发明专利]一种实现轴向定向波束和径向多波束辐射的混合介质天线

摘要

本发明属于天线技术领域，提出了一种多功能混合介质天线，包括中心镂空混合介质板、金属平板、单极子天线和矩形波导，所述的中心镂空混合介质板是由中心圆柱形缺口和周期性圆柱形穿孔并加载金属丝线的各向异性正方形介质单元组成，其中圆柱形穿孔的直径在混合介质板上由中心向外递增；所述金属平板加载在混合介质板的下表面；所述单极子天线固定在混合介质板正中心；所述矩形波导通过支架固定在整体混合介质板的轴向焦点位置。本发明能够同时实现轴向高增益定向辐射和径向多波束辐射功能，可应用于卫星通信等领域。

主权项

1.一种实现轴向定向波束和径向多波束辐射的混合介质天线，其特征在于：包括反射镜，所述反射镜由正方形混合介质板(1)和粘贴在该正方形混合介质板(1)下表面的金属平板(2)组成；所述正方形混合介质板(1)包括位于中心的介质板(11)和与该介质板(11)拼接的由多个混合介质单元(12)组成的环状阵列，所述介质板(11)的中心位置设置有第一圆柱形过孔(111)，所述正方形混合介质单元(12)由第二圆柱形过孔(121)和加载在其中的金属丝线(122)组成，所述环状阵列由m×m个周期性排布的混合介质单元(12)组成的面阵减去该面阵中心位置n×n个周期性排布的混合介质单元(12)构成，m‑n≥2，n≥2；所述第一圆柱形过孔(111)的中心固定有单极子天线单元(3)；所述正方形混合介质板(1)上表面一侧通过支架(4)固定有矩形波导(5)，且该矩形波导(5)输出端口的几何中心位于反射镜的焦点位置；所述第二圆柱形过孔(121)，其半径R_i通过该第二圆柱形过孔(121)在正方形混合介质板(1)中所处的位置确定，具体计算公式为：其中，f为反射镜的焦距，c为真空之中光速，f为工作频率，T为混合介质板的厚度，d为的第二圆柱形过孔轴线到正方形混合介质板中心法线的距离，b为混合介质单元的边长，ε_r为混合介质单元使用介质的介电常数。